CN114478892A - 一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及防水涂料领域，具体公开了一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。所述无氨苯丙乳液主要由苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸‑2‑乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯单体、丙烯酸羟丙酯单体和聚(丙二醇)丙烯酸酯单体等共聚而成。本发明制备的苯丙乳液粒径为275nm‑285nm，玻璃化转变温度为20℃，最低成膜温度6℃，在温度较低的环境下不加成膜助剂仍可成膜，减少了成膜助剂的使用，降低了成本，且无氨、无甲醛、无其他污染物排放，产品性能优异且绿色环保。采用本发明无氨苯丙乳液制备的聚合物水泥防水砂浆抗渗性能强、粘结强度高、吸水率低，且具有优异的疏水性能、抗压性能和抗折性能。

Description

一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用
技术领域
本发明涉及防水涂料技术领域，尤其涉及一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。
背景技术
近年来随着人们环保意识的增强，水分散体系或者水基涂料正在逐步取代以有机溶剂为分散相的传统涂料和油漆，水基涂料在储存和施工等阶段对体系中的乳液选择具有独特的性能要求，高性能的乳液能够提高水性涂料的综合性能，而且清洁环保，并保证使用过程中的施工安全性。
苯丙乳液是一种经济实惠的水性涂料成膜物，它是由苯乙烯、丙烯酸及其酯类单体共同聚合的产物，是乳液聚合中研究较多的体系，也是当今世界有重要工业应用价值的十大非交联型乳液之一。苯丙乳液作为一类重要的中间化工产品，有着非常广泛的用途，现主要用作建筑涂料、金属表面乳胶涂料、地面涂料、粘合剂以及施胶剂等领域。
但是传统的苯丙乳液大多都是使用丙烯酰胺及含有酰胺基团的材料作为单体，酰胺基团遇到水泥后会发生反应释放出氨气，结果导致氨气的大量挥发污染环境，对施工人员造成伤害。目前市面上虽然有一些低氨、无氨的苯丙乳液产品，但是现有的低氨或无氨苯丙乳液产品抗渗性能较差，抗折、抗压强度低，粘接强度、吸水率方面也不太好。因此，研发出一种既具有吸水率低、抗渗性能强特性，又具有较高抗折、抗压强度的无氨苯丙乳液是目前水性涂料行业的发展趋势。
发明内容
针对现有技术中苯丙乳液氨含量高、吸水率高、粘结强度低、抗渗性能差和抗折、抗压强度低等问题，本发明提供一种无氨苯丙乳液及其制备方法和应用。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：190份-230份，丙烯酸正丁酯：165份-195份，丙烯酸-2-乙基己酯：50份-60份，丙烯酸：1.5份-2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份-13份，丙烯酸羟丙酯：9份-15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份-13份，引发剂：1.4份-2.0份，硅烷偶联剂：3份-4份，pH调节剂：3份-5份，消泡剂：1.3份-1.8份，杀菌剂：1.6份-2.4份，第一乳化剂：8份-12份，第二乳化剂：0.4份-0.6份，氧化剂：0.4份-0.6份，还原剂：0.4份-0.6份和去离子水：400份-500份。
相对于现有技术，本发明提供的无氨苯丙乳液在乳液合成过程中引入了聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体，这些极性单体的羟基可以与丙烯酸、丙烯酸正丁酯等单体发生交联作用，且聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯单体具有较大的极性，使得苯丙乳液粒子具有较强的附着力，进而提高苯丙乳液与水泥、沙子和基材的粘接强度；另外，聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯的羟基可使苯丙乳液粒子间形成稳定的网状结构，避免了苯丙乳液粒子的聚集和沉降，可以提高苯丙乳液粒子稳定性，同时又与颜填料有很好的相容性。
引入的聚(丙二醇)丙烯酸酯、丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯极性单体还可在苯丙乳液粒子表面形成极性基团，在聚合过程中，苯丙乳液粒子表面所带的乳化剂和水等极性分子易渗透到苯丙乳液粒子中，从而产生增塑作用，降低苯丙乳液最低成膜温度，在温度较低环境下不加成膜助剂仍可成膜，降低了成本，减少了成膜助剂排放。
极性疏水大单体聚(丙二醇)丙烯酸酯共聚到苯丙乳液粒子表面时，由于其比其他极性单体具有更好的疏水性，在提高极性、增加粘接强度同时又很好的控制了涂膜的亲水性，达到了更好的抗渗效果。
优选的，引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种。
优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂。
进一步优选的，所述硅烷偶联剂为美国联碳公司的A-151。
优选的，所述pH调节剂为质量浓度为10wt％-20wt％的氢氧化钠溶液。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
进一步优选的，所述消泡剂为巴斯夫的8034。
优选的，所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂。
优选的，所述氧化剂为叔丁基过氧化氢。
优选的，所述还原剂为亚硫酸氢钠。
优选的，所述第一乳化剂为质量比为7.5-8.5:0.8-1:1的C12-C14-脂肪醇醚硫酸钠、对苯乙烯磺酸钠和烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚的混合物。
优选的，所述第二乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚。
本发明组分中的丙烯酸为亲水单体，丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯为极性单体，亲水单体和极性单体在硅烷偶联剂和乳化剂的协同作用下，同种单体的羟基可以自交联形成氢键，不同单体或不同的分子链间通过羟基可以相互交联，在自交联和相互交联作用下形成致密的网状结构，极大的提高了苯丙乳液的稳定性和粘结性，同时还可提高苯丙乳液的疏水性，增强苯丙乳液制得的防水砂浆的抗压、抗折性和抗渗性能。且本发明原料组分中未加入含有酰胺基团的单体，使得制备的苯丙乳液不含氨，解决了氨气污染环境、对施工人员造成伤害的弊病。
本发明还提供了上述任一项所述的无氨苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的35wt％-45wt％的引发剂和2wt％-4wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
将剩余引发剂和10wt％-15wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
将称取的氧化剂加入2wt％-4wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
将称取的还原剂加入2wt％-4wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
步骤b，将称取的35wt％-45wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
步骤c：将所述预乳化液总量44wt％-47wt％的预乳化液和称取的40wt％-45wt％的硅烷偶联剂混合均匀，得混合乳化液；
步骤d，将剩余去离子水和第二乳化剂加入到反应釜中，升温至83℃-85℃，加入所述预乳化液总量5wt％-8wt％的预乳化液和所述初始引发剂水溶液，反应15min-20min，然后同时滴加剩余预乳化液和45wt％-55wt％的所述滴加引发剂水溶液，滴加结束后，同时滴加所述混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液，滴加完毕后，加入剩余硅烷偶联剂，保温55min-65min，降温至60℃-65℃，加入所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液，保温反应，然后降温至40℃-20℃，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，加入消泡剂和杀菌剂，过滤，得所述无氨苯丙乳液。
优选的，步骤d中，同时滴加剩余预乳化液和45wt％-55wt％的滴加引发剂水溶液的时间为110min-120min，同时所述滴加混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液的时间为90min-100min。
优选的，步骤d中，所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液采用滴加的方式加入，滴加时间为25min-35min，滴完后保温反应25min-35min。
相对于现有技术，本发明提供的无氨苯丙乳液的制备方法在前期加入苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸羟丙酯单体和聚(丙二醇)丙烯酸酯等单体聚合形成苯丙乳液粒子，在聚合后期分两次引入硅烷偶联剂，第一次引入的硅烷偶联剂进入苯丙乳液粒子内部进行共聚，通过其部分水解形成的硅羟基，利用共价键结合使苯丙乳液粒子内部分子链产生交联作用，进而提高了苯丙乳液的疏水性、抗压性和抗折性；第二次引入的硅烷偶联剂，在残留单体和残留引发剂的作用下，可以共聚到苯丙乳液粒子外部分子链上，当苯丙乳液在水性涂料或其他复合材料中应用时，外部分子链上的硅烷偶联剂可在乳液粒子和水泥、白沙和基材之间架起“分子桥”，把几种性质悬殊的材料连接在一起，提高了苯丙乳液的粘接强度，并降低吸水率、提高抗渗性。本发明方法制备的乳液粒径为275-285nm，Tg为20℃，最低成膜温度为6℃，在温度较低的环境下不加成膜助剂仍可成膜，减少了成膜助剂的使用。且该制备方法工序简单，操作简便，成本低，适合工业化大规模生产，具有广阔的市场前景和发展潜力。
本发明还提供了上述任一项所述无氨苯丙乳液在制备聚合物水泥防水砂浆中的应用。
将本发明制备的无氨苯丙乳液应用于制备的聚合物水泥防水砂浆中可显著提高防水砂浆的抗渗性能、疏水性能、抗压性能和抗折性能，同时还使水泥砂浆具有较低的吸水率和较高的粘结强度，有效解决了现有聚合物防水砂浆吸水率高、粘结强度低、抗渗性能差和抗折、抗压强度低等问题。
本发明还提供了一种聚合物水泥防水砂浆，具体包括如下重量份数的原料组分：
去离子水：190份-210份，无氨苯丙乳液：130份-140份，消泡剂：1份-3份，白水泥：480份-520份，蓝色浆：2份-4份，80-120目白沙：480份-520份，纤维素：0.6份-1.0份和减水剂：1.5份-2.1份。
优选的，所述消泡剂为有机硅类消泡剂。
进一步优选的，所述消泡剂为巴斯夫的8034。
优选的，所述纤维素为羟丙基甲基纤维素。
优选的，所述减水剂为聚羧酸系减水剂。
本发明还提供一种聚合物水泥防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的白水泥、80-120目白沙、纤维素和减水剂混合均匀，得初级混合料；
步骤b、将称取的去离子水、无氨苯丙乳液、蓝色浆和消泡剂混合均匀，然后加入所述初级混合料，混合均匀，得所述聚合物水泥防水砂浆。
本发明提供的聚合物水泥防水砂浆，利用所述无氨苯丙乳液作为成膜物质，极大的提高了所制备防水砂浆的抗渗性能、粘结强度、抗折强度和抗压强度。本发明的聚合物水泥防水砂浆制备方法工序简单，操作简便，无需特殊的设备，成本低，适合工业化大规模生产，具有广阔的市场前景和发展潜力。
附图说明
图1为本发明实施例1中制备的苯丙乳液的乳液膜的接触角图；
图2为本发明对比例1中制备的苯丙乳液的乳液膜的接触角图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：210份，丙烯酸正丁酯：180份，丙烯酸-2-乙基己酯：55份，丙烯酸：2份，丙烯酸羟乙酯：10份，丙烯酸羟丙酯：12份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：10份，引发剂：1.7份，硅烷偶联剂：3.5份，pH调节剂：4份，消泡剂：1.5份，杀菌剂：2份，第一乳化剂：10份，第二乳化剂：0.5份，氧化剂：0.5份，还原剂：0.5份和去离子水：460份。
其中，所述聚(丙二醇)丙烯酸酯为西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司生产；所述引发剂为过硫酸钠；所述硅烷偶联剂为美国联碳公司的A-151；所述pH调节剂为质量浓度为15wt％的氢氧化钠溶液；所述消泡剂为巴斯夫上海涂料有限公司的8034；所述杀菌剂为美国陶氏的BIT-20；所述第一乳化剂为质量比为8:1:1的FES77、对苯乙烯磺酸钠和ER30的混合物；所述第二乳化剂为FES77；所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为亚硫酸氢钠。
上述无氨苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的41wt％的引发剂和3wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
将剩余引发剂和11wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
将称取的氧化剂加入2wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
将称取的还原剂加入2wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
步骤b，将称取的41wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
步骤c：将所述预乳化液总量46wt％的预乳化液和称取的43wt％的硅烷偶联剂混合均匀，得混合乳化液；
步骤d，将剩余去离子水和第二乳化剂加入到反应釜中，升温至85℃，加入所述预乳化液总量6wt％的预乳化液和所述初始引发剂水溶液，反应20min，然后同时滴加剩余预乳化液和50wt％的所述滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为120min，然后同时滴加所述混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为90min，然后加入剩余硅烷偶联剂，保温60min，降温至65℃，同时滴加所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液，控制滴加时间为30min，滴完保温反应30min，然后降温至30℃，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，加入消泡剂和杀菌剂，过滤，得所述无氨苯丙乳液。
一种聚合物水泥防水砂浆，具体包括如下重量份数的原料组分：
去离子水：197份，无氨苯丙乳液：135份，8034：2份，白水泥：500份，蓝色浆：3份，80-120目白沙：500份，羟丙基甲基纤维素：0.8份和聚羧酸系减水剂：1.8份。
上述聚合物水泥防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的白水泥、80-120目白沙、羟丙基甲基纤维素和聚羧酸系减水剂混合均匀，得初级混合料；
步骤b、将称取的去离子水、无氨苯丙乳液、蓝色浆和8034混合均匀，然后加入所述初级混合料，混合均匀，得所述聚合物水泥防水砂浆。
实施例2
一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：190份，丙烯酸正丁酯：195份，丙烯酸-2-乙基己酯：60份，丙烯酸：1.5份，丙烯酸羟乙酯：13份，丙烯酸羟丙酯：9份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份，引发剂：2份，硅烷偶联剂：3份，pH调节剂：5份，消泡剂：1.8份，杀菌剂：1.6份，第一乳化剂：8份，第二乳化剂：0.6份，氧化剂：0.4份，还原剂：0.4份和去离子水：500份。
其中，所述聚(丙二醇)丙烯酸酯为西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司生产；所述引发剂为过硫酸钾；所述硅烷偶联剂为美国联碳公司的A-151；所述pH调节剂为质量浓度为10wt％的氢氧化钠溶液；所述消泡剂为巴斯夫上海涂料有限公司的8034；所述杀菌剂为美国陶氏的BIT-20；所述第一乳化剂为质量比为8.5:0.8:1的FES77、对苯乙烯磺酸钠和ER30的混合物；所述第二乳化剂为FES77；所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为亚硫酸氢钠。
上述无氨苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的35wt％的引发剂和4wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
将剩余引发剂和15wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
将称取的氧化剂加入4wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
将称取的还原剂加入3wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
步骤b，将称取的45wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
步骤c：将所述预乳化液总量44wt％的预乳化液和称取的40wt％的硅烷偶联剂混合均匀，得混合乳化液；
步骤d，将剩余去离子水和第二乳化剂加入到反应釜中，升温至83℃，加入所述预乳化液总量5wt％的预乳化液和所述初始引发剂水溶液，反应15min，然后同时滴加剩余预乳化液和45wt％的所述滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为110min，然后同时滴加所述混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为100min，然后加入剩余硅烷偶联剂，保温65min，降温至63℃，同时滴加所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液，控制滴加时间为25min，滴完保温反应25min，然后降温至20℃，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，加入消泡剂和杀菌剂，过滤，得所述无氨苯丙乳液。
一种聚合物水泥防水砂浆，具体包括如下重量份数的原料组分：
去离子水：190份，无氨苯丙乳液：140份，8034：3份，白水泥：480份，蓝色浆：2份，80-120目白沙：520份，羟丙基甲基纤维素：0.6份和聚羧酸系减水剂：1.5份。
上述聚合物水泥防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的白水泥、80-120目白沙、羟丙基甲基纤维素和聚羧酸系减水剂混合均匀，得初级混合料；
步骤b、将称取的去离子水、无氨苯丙乳液、蓝色浆和8034混合均匀，然后加入所述初级混合料，混合均匀，得所述聚合物水泥防水砂浆。
实施例3
一种无氨苯丙乳液，包括如下重量份数的原料组分：苯乙烯：230份，丙烯酸正丁酯：165份，丙烯酸-2-乙基己酯：50份，丙烯酸：2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份，丙烯酸羟丙酯：15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：13份，引发剂：1.4份，硅烷偶联剂：4份，pH调节剂：3份，消泡剂：1.3份，杀菌剂：2.4份，第一乳化剂：12份，第二乳化剂：0.4份，氧化剂：0.6份，还原剂：0.6份和去离子水：400份。
其中，所述聚(丙二醇)丙烯酸酯为西格玛奥德里奇(上海)贸易有限公司生产；所述引发剂为过硫酸氨；所述硅烷偶联剂为美国联碳公司的A-151；所述pH调节剂为质量浓度为20wt％的氢氧化钠溶液；所述消泡剂为巴斯夫上海涂料有限公司的8034；所述杀菌剂为美国陶氏的BIT-20；所述第一乳化剂为质量比为7.5:0.9:1的FES77、对苯乙烯磺酸钠和ER30的混合物；所述第二乳化剂为FES77；所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；所述还原剂为亚硫酸氢钠。
上述无氨苯丙乳液的制备方法，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的45wt％的引发剂和2wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
将剩余引发剂和10wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
将称取的氧化剂加入3wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
将称取的还原剂加入4wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
步骤b，将称取的35wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
步骤c：将所述预乳化液总量47wt％的预乳化液和称取的45wt％的硅烷偶联剂混合均匀，得混合乳化液；
步骤d，将剩余去离子水和第二乳化剂加入到反应釜中，升温至84℃，加入所述预乳化液总量8wt％的预乳化液和所述初始引发剂水溶液，反应18min，然后同时滴加剩余预乳化液和55wt％的所述滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为115min，然后同时滴加所述混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液，控制滴加时间为95min，然后加入剩余硅烷偶联剂，保温55min，降温至60℃，同时滴加所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液，控制滴加时间为35min，滴完保温反应35min，然后降温至40℃，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，加入消泡剂和杀菌剂，过滤，得所述无氨苯丙乳液。
一种聚合物水泥防水砂浆，具体包括如下重量份数的原料组分：
去离子水：210份，无氨苯丙乳液：130份，8034：1份，白水泥：520份，蓝色浆：4份，80-120目白沙：480份，羟丙基甲基纤维素：1.0份和聚羧酸系减水剂：2.1份。
上述聚合物水泥防水砂浆的制备方法，包括以下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的白水泥、80-120目白沙、羟丙基甲基纤维素和聚羧酸系减水剂混合均匀，得初级混合料；
步骤b、将称取的去离子水、无氨苯丙乳液、蓝色浆和8034混合均匀，然后加入所述初级混合料，混合均匀，得所述聚合物水泥防水砂浆。
对比例1
本发明对比例1提供一种苯丙乳液，乳液的配方以及制备方法均与实施例1相同。不同的是将实施例1中的聚(丙二醇)丙烯酸酯替换为丙烯酰胺。
对比例2
本发明对比例2提供一种聚合物水泥防水砂浆，防水砂浆的配方以及制备方法均与实施例1相同。不同的是将实施例1中的无氨苯丙乳液替换为对比例1制备的苯丙乳液。
将实施例1和对比例1制备的苯丙乳液分别用接触角测试仪进行测试，得乳液膜的接触角图，如图1和图2所示。
由图1和图2可以看出，本发明实施例1制备的乳液膜接触角较大，说明本发明提供的苯丙乳液液膜有更好的疏水性。
为了更好的体现本发明实施例制备的无氨苯丙乳液的特性，将实施例1-3和对比例1制备的苯丙乳液进行性能测试：检测结果如表1所示。
表1乳液性能检测结果
项目 乳液粒径/nm 粒径分布指数 粘度/mPa·s pH Tg/℃ 最低成膜温度/℃
实施例1 281.3 0.002 210 7.5 20 6
实施例2 275.2 0.006 230 8 20.3 6.5
实施例3 285.7 0.004 195 7.8 19.6 6.2
对比例1 307.8 0.015 260 7.5 21.4 16.7
从表1检测结果可以看出，本发明制备的苯丙乳液粒径为275nm-285nm，粒径小且均匀，Tg为20℃，最低成膜温度为6℃，与现有乳液相比极大的降低了最低成膜温度，在温度较低的环境下不加成膜助剂仍可成膜，降低了成本，减少了成膜助剂排放，且本发明制备的苯丙乳液绿色环保，氨含量为0，避免了导致氨气的挥发以致污染环境、对施工人员造成伤害。
为了更好的说明本发明实施例提供的无氨苯丙乳液在制备聚合物水泥防水砂浆中的优势，将实施例1-3和对比例2制备的聚合物水泥防水砂浆进行性能检测，检测结果如表2所示。防水砂浆性能检测标准为JC/T 984-2011，氨含量测定标准为GB7478－87。
表2防水砂浆性能检测结果
项目 实施例1 实施例2 实施例3 对比例2
抗渗压力(砂浆试件7天)/MPa 1.5 1.8 1.7 1.2
抗渗压力(砂浆试件28天)/MPa 1.9 2.2 2.0 1.5
抗压强度/MPa 38.3 39.4 39.1 36.5
抗折强度/MPa 9.9 10.4 10.2 8.5
粘接强度(7天)/MPa 1.4 1.6 1.5 1.0
吸水率/％ 2.1 2.0 2.1 3.4
氨含量(g/Kg) 0 0 0 2.9
挥发性有机化合物(VOC)含量/g/L ≤0.55 ≤0.55 ≤0.55 0.93
从表2检测结果可以看出，用本发明提供的苯丙乳液制备的聚合物水泥防水砂浆极大的降低了防水砂浆的吸水率，提高了粘接强度，同时使防水砂浆具有较高的抗渗性能、抗压强度和抗折强度，且无氨，VOC含量低，产品性能优异又绿色环保。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无氨苯丙乳液，其特征在于，包括如下重量份数的原料组分：
苯乙烯：190份-230份，丙烯酸正丁酯：165份-195份，丙烯酸-2-乙基己酯：50份-60份，丙烯酸：1.5份-2.5份，丙烯酸羟乙酯：7份-13份，丙烯酸羟丙酯：9份-15份，聚(丙二醇)丙烯酸酯：7份-13份，引发剂：1.4份-2.0份，硅烷偶联剂：3份-4份，pH调节剂：3份-5份，消泡剂：1.3份-1.8份，杀菌剂：1.6份-2.4份，第一乳化剂：8份-12份，第二乳化剂：0.4份-0.6份，氧化剂：0.4份-0.6份，还原剂：0.4份-0.6份和去离子水：400份-500份。
2.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述引发剂为过硫酸钠、过硫酸钾或过硫酸铵中的至少一种；和/或
所述硅烷偶联剂为乙烯基类硅烷偶联剂；和/或
所述pH调节剂为质量浓度为10wt％-20wt％的氢氧化钠溶液。
3.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述消泡剂为有机硅类消泡剂；和/或
所述杀菌剂为异噻唑啉酮类杀菌剂；和或
所述氧化剂为叔丁基过氧化氢；和/或
所述还原剂为亚硫酸氢钠。
4.如权利要求1所述的无氨苯丙乳液，其特征在于，所述第一乳化剂为质量比为7.5-8.5:0.8-1:1的C12～C14-脂肪醇醚硫酸钠、对苯乙烯磺酸钠和烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚的混合物；和/或
所述第二乳化剂为烯丙氧基壬基苯氧基丙醇聚氧乙烯醚。
5.一种权利要求1-4任一项所述的无氨苯丙乳液的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的35wt％-45wt％的引发剂和2wt％-4wt％的去离子水混合均匀，得到初始引发剂水溶液；
将剩余引发剂和10wt％-15wt％的去离子水混合均匀，得到滴加引发剂水溶液；
将称取的氧化剂加入2wt％-4wt％的去离子水中，混合均匀，得到氧化剂溶液；
将称取的还原剂加入2wt％-4wt％的去离子水中，混合均匀，得到还原剂溶液；
步骤b，将称取的35wt％-45wt％的去离子水和第一乳化剂加入到预乳化釜中，混合均匀，然后加入称取的苯乙烯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟丙酯和聚(丙二醇)丙烯酸酯，混合均匀，得预乳化液；
步骤c：将所述预乳化液总量44wt％-47wt％的预乳化液和称取的40wt％-45wt％的硅烷偶联剂混合均匀，得混合乳化液；
步骤d，将剩余去离子水和第二乳化剂加入到反应釜中，升温至83℃-85℃，加入所述预乳化液总量5wt％-8wt％的预乳化液和所述初始引发剂水溶液，反应15min-20min，然后同时滴加剩余预乳化液和45wt％-55wt％的所述滴加引发剂水溶液，滴加结束后，同时滴加所述混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液，滴加完毕后，加入剩余硅烷偶联剂，保温55min-65min，降温至60℃-65℃，加入所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液，保温反应，然后降温至40℃-20℃，加入pH调节剂调节pH至7.5-8，加入消泡剂和杀菌剂，过滤，得所述无氨苯丙乳液。
6.如权利要求5所述的聚合物水泥防水砂浆用无氨苯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤d中，同时滴加剩余预乳化液和45wt％-55wt％的滴加引发剂水溶液的时间为110min-120min，同时所述滴加混合乳化液和剩余滴加引发剂水溶液的时间为90min-100min。
7.如权利要求5所述的无氨苯丙乳液的制备方法，其特征在于，步骤d中，所述氧化剂溶液和所述还原剂溶液采用滴加的方式加入，滴加时间为25min-35min，滴完后保温反应25min-35min。
8.权利要求1-4任一项所述的无氨苯丙乳液在制备聚合物水泥防水砂浆中的应用。
9.一种聚合物水泥防水砂浆，其特征在于，包括如下质量份数的原料组分：
去离子水：190份-210份，权利要求1-4任一项所述的无氨苯丙乳液：130份-140份，消泡剂：1份-3份，白水泥：480份-520份，蓝色浆：2份-4份，80-120目白沙：480份-520份，纤维素：0.6份-1.0份和减水剂：1.5份-2.1份。
10.权利要求9所述的聚合物水泥防水砂浆的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a，按照设计配比称取各组分，将称取的白水泥、80-120目白沙、纤维素和减水剂混合均匀，得初级混合料；
步骤b、将称取的去离子水、无氨苯丙乳液、蓝色浆和消泡剂混合均匀，然后加入所述初级混合料，混合均匀，得所述聚合物水泥防水砂浆。
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Pledgor: GUANGDONG HENGGUANG NEW MATERIAL TECHNOLOGY CO.,LTD.

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